netis登録番号 dsr装置...ゴム支承 a1～a2 320 370 145 40基 1,792万アンカー 2,239万...

2019.09 Ⓒ東京ファブリック工業(株) 1

中小規模橋梁向けコスト縮減型機能分離型装置

DSR装置～Distribution Seismic Lateral Force by Setup Rubber System～

NETIS登録番号KK-980072-V掲載期間終了


はじめに� どんな橋梁であっても免震支承が最もコスト縮減に繋がるのでしょうか

� 近年、高い減衰性能を持つ免震支承が大きくクローズアップされています。その一番の大きな理由は『支承小型化によるコスト縮減効果』が大きいことにあります。

� 免震支承によってコスト縮減を実現できた事例は数多くあります。しかし、どんな場合でも常に免震支承を採用することでコスト縮減に繋がるのでしょうか。

� 橋梁建設コストの縮減にはそれぞれの条件に応じた設計検討が必要です� ゴム支承の形状は地盤・桁種・桁高など複雑に絡み合った設計条件を加味した上で決定されま

す。橋梁建設コストの縮減を目指す場合には各橋梁の条件に応じた支承とその他の付属物を比較・検討の上、設計してゆく必要があります。

� 国産第一号のゴム支承の製造以来、長年のノウハウと高い技術力を持つ弊社は、『各橋梁に応じた(免震支承も含めた)支承』と『その他の付属物(伸縮継手や落橋防止etc)』を総合的に提案させて頂くことで、最もコスト縮減効果のある製品をご提供することが可能です。

� 中小規模橋梁向けコスト縮減型機能分離型装置【DSR装置】のご紹介� 今回ご紹介する『DSR装置』は当社の持つ豊富なラインナップの１つであり、中小規模の橋梁向

けの機能分離型装置として、発売以来、関西・中部地方を中心にご好評頂いている製品であります。ぜひ一度採用をご検討下さいますよう宜しくお願い申し上げます。


1. DSR装置とは

●DSR装置とスライド沓を用いた機能分離型システム� すべり支承が鉛直荷重・回転性能を受け持つ。

� DSR装置が地震時の水平力を各橋脚に分散する。

� 装置のヘッド部が地震時の上揚力を抑制する。

●ゴムの圧縮特性を利用して地震時の大変形を抑制する� 装置内のDSRパッドを圧縮することで水平力を分散する。

� DSR装置が橋軸直角方向への変位を拘束する。

●DSR装置とパッドの組み合せによる自由な設計ができる� DSR装置の形状を変えることで、水平耐力を調整できる。

� DSRパッドの枚数の増減により、変位量を調整できる。

タイプB支承と同等の機能を有する機能分離型システム

土木学会論文集にも紹介されました。(No598／I-44, 299-309, 1998.7)

『ゴム材の圧縮変形を利用した反力分散装置のハイブリッド地震応答実験』


DSR装置

橋軸直角方向橋軸方向

貫通孔 (常時の変位を吸収する)

DSRパッド

DSR装置の構成 (断面図)

2. DSR装置の構造


橋脚部側面図

DSRパッドが圧縮される

すべり支承がスライドする

地震力

(注) 鋼桁橋にも適用可能です(桁端コンクリート被覆構造)

3. 地震発生時の動作


DSRパッドの圧縮特性はマルチリニア型で仮定することができます。圧縮変形が小さい領域では直線的な挙動を示し、ハードニング領域では圧縮バネが急激に高くなる特性を示します。このハードニング現象により地震時の大変形を抑制することが可能です。

圧縮試験の履歴曲線モデル圧縮試験の履歴曲線モデル圧縮試験の履歴曲線圧縮試験の履歴曲線圧縮試験の履歴曲線モデル圧縮試験の履歴曲線モデル圧縮試験の履歴曲線圧縮試験の履歴曲線

4. DSRパッドの圧縮特性


5. DSRの設計フロー

1. すべり支承の設計� 鉛直荷重支持機能と回転追随機能を満足するように設計する。

� 水平方向の移動(常時または地震時)に対してはすべり機構で吸収する。

2. ＤＳＲ装置の設計� 右記の設計フローに基づく計算により各橋脚および装置が負担する水

平力を求める。

� 下記の履歴特性によって等価剛性を求める。ハードニング開始点はゴム厚の25%とする

設計開始

設計条件の入力

ＤＳＲ装置の仮定

(寸法・枚数)

常時の照査

1. 移動量の算出

2.パッドの圧縮変形率の照査

設計変位UBおよび等価剛性KBの仮定

固有周期Tおよび設計水平震度の算出

水平震度に相当する地震力が作用した場合に、仮定した変位量の差が許容値以下か

DSRパッド本体が許容値以下か

設計終了線形領域

ハードニング領域ハードニング領域

K1

K2

KBF

δ

水平力

変位量


6. 特徴と効果

1. 免震・分散支承よりもコストを大幅に縮減できる� 中小規模橋梁で経済性比較を行った場合、免震・分散支承よりも15%

～40%程度のコストダウンを実現できます。(詳細は、後述する経済性比較を参照のこと)

2. ゴムの圧縮特性により、地震時変位を大幅に抑制できる� ゴム厚の40%で強制的に変位を止める構造であるため、変位量を小さく

できます。(※標準品で設計した場合の許容変位量は最大で96mm) また変位量を抑制することにより、遊間部の付属物を小さくし橋梁全体のトータルコストを縮減できます。

3. 構造が簡単で、施工性に優れる

� 施工方法は基本的にアンカー装置と同じであり、クレーンで吊り上げて所定の位置にセットすればよいため、施工が簡単に行えます。また温度変化やクリープ・乾燥収縮に対する予備圧縮を工場出荷前に行うことができます。


7. 橋梁条件による適用範囲

� 橋長50m～200m 程度の中小規模の橋梁

� 地盤が悪く、免震支承の採用が困難な橋梁

� 各橋脚の支間長が比較的揃っている橋梁

� 脚高が比較的高い橋梁

� 橋軸直角方向に対して拘束する必要がある橋梁

� プレテンションT桁、PCコンポ桁、PRC中空床版桁の橋梁

DSR装置が特に適している橋梁

� 橋長200m.を大幅に超える大きな変位量および水平力を必要とする橋梁

� 地盤が良く、免震支承の採用効果が大きい橋梁

� 各橋脚が間隔がまちまちであり、各支間長がまったく揃っていない橋梁

� 各橋脚の高さがまちまちであり、脚高が比較的低い橋梁

� 橋軸直角方向に対して拘束してはならない橋梁

DSR装置があまり適さない橋梁


8. 桁種と橋長による適用範囲※下記はあくまで目安です。地盤が悪くなるほど適用範囲は広がります

・ＰＣプレテンT桁 - 橋長150ｍ程度まで・ＰＣポステンT桁 - 橋長200ｍ程度まで・ＰＣプレテンT桁 - 橋長150ｍ程度まで・ＰＣポステンT桁 - 橋長200ｍ程度まで

・PRC中空床版桁 - 橋長200ｍ程度まで・PRC中空床版桁 - 橋長200ｍ程度まで

・ＰＣコンポ桁 - 橋長200ｍ程度まで・ＰＣコンポ桁 - 橋長200ｍ程度まで・鋼鈑桁 - 橋長200ｍ程度まで・鋼鈑桁 - 橋長200ｍ程度まで


9. 経済比較 (4径間連結プレテンションT桁)

品目 No. 寸法数量金額総合計

ゴム支承 A1～A2 320×370×145 40基 ¥1,792万

¥2,239万アンカーA1, A2 φ46×940 16本 ¥40万

P1～P3 φ70×1420 24本 ¥240万

伸縮継手 A1, A2 遊間150mm用 9m ¥167万


すべり沓 A1～A2 210×310×59 40基 ¥692万

¥1,520万DSRダンパーA1, A2 □90 (2×3枚) 8本 ¥254万

P1～P3 □110 (2×3枚) 12本 ¥491万



ゴム支承 A1～A2 320×320×134 40基 ¥1,640万

¥2,007万アンカーA1, A2 φ46×940 16本 ¥40万

P1～P3 φ70×1420 24本 ¥240万


分散

免震

DSR

設計条件

上部構造 4径間連結プレテンT桁

橋長 99.4m (4@24m)

主桁 5主桁

地盤種別第Ⅰ種地盤

地域種別 A地域

幅員 5.5m

死荷重反力

(Rdmax)

端支点：260 kN

中間支点：271 kN

最大反力

(Rmax)

端支点：354 kN


<補足>

1) 静的解析による設計結果です。

2) Ⅱ/Ⅲ種地盤でも同程度のコスト縮減効果があります。

3) DSR装置は予備圧縮を行うことを前提としています。

経済性比較結果

分散支承と較べて32%のコストダウンを実現!!

さらに免震支承と較べて24%のコストダウンを実現!!

DSR装置を適用することで…



ゴム支承A1, A2 620×570×208 8基 ¥1,054万

¥4,988万P1～P3 620×570×178 24基 ¥2,873万

アンカー A1～A2 φ60×1220 72本 ¥ 583万



すべり沓 A1～A2 510×410×81 32基 ¥1,232万

¥3,595万DSRダンパーA1, A2 □130 (2×3枚) 18本 ¥949万

P1～P3 □130 (2×2枚) 27本 ¥1175万


分散

免震

DSR

設計条件

上部構造 4径間連結PCコンポ桁

橋長 103.4m (4@25m)

主桁 4主桁

地盤種別第Ⅱ種地盤

地域種別 A地域

幅員 13.8m

死荷重反力

(Rdmax)

端支点：1116 kN


最大反力

(Rmax)

端支点：1383 kN


<補足>

1) 静的解析による設計結果です。

2) Ⅰ/Ⅲ種地盤でも同程度のコスト縮減効果があります。

3) DSR装置は予備圧縮を行うことを前提としています。

※免震支承はⅢ種地盤では適用できません。

経済性比較結果

分散支承と較べて28%のコストダウンを実現!!

さらに免震支承と較べて14%のコストダウンを実現!!

DSR装置を適用することで…


ゴム支承A1, A2 570×520×166 8基 ¥924万

¥4,200万P1～P3 570×520×134 24基 ¥2,215万

アンカー A1～A2 φ60×1220 72本 ¥583万


10. 経済比較 (4径間連結PCコンポ桁)


11. 桁種/橋長でみる納入実績

桁種ごとの納入実績 (2005年4月迄) 橋長ごとの納入実績 (2005年4月迄)

ポステンT桁1 橋

プレテンホロー1 橋

メタル桁3 橋

PC箱桁3 橋

PCコンポ桁4 橋

中空床版21 橋

プレテンT桁31 橋

不明9 橋

300m超5 橋

201m～300m6 橋

150m～200m7 橋

101m～150m9 橋

51m～100m23 橋

50m以下5 橋


12. 橋梁ごとの納入実績

発注元橋梁名橋梁数本数

日本道路公団室河原高架橋 3 橋 66 本千代川橋 1 橋 14 本東所川橋 1 橋 10 本

国土交通省久御山高架橋 18 橋 806 本巨椋高架橋 2 橋 24 本

彦坂池高架橋 5 橋 78 本横田東高架橋 1 橋 138 本桐間高架橋 1 橋 100 本西水代高架橋 1 橋 15 本船穂高架橋 1 橋 44 本

大清水高架橋 1 橋 19 本池ノ内高架橋 2 橋 42 本彦坂高架橋 1 橋 28 本潮田高架橋 2 橋 79 本岡刈高架橋 1 橋 64 本

西中・家武地区橋梁 1 橋 10 本各都道府県館腰跨線橋 3 橋 27 本

磯壁新在家線橋梁 3 橋 81 本阪南港橋梁 3 橋 70 本市脇高架橋 1 橋 48 本十二橋 1 橋 8 本西脇山口線橋梁 2 橋 160 本石部頭首工 1 橋 80 本

谷津歩道橋 1 橋 2 本中川原橋 1 橋 48 本港半田大橋 1 橋 21 本深井高架橋 5 橋 80 本

全国 180橋

久御山高架橋

主な納入実績 (2019年4月時点)


13. FAQ(よくある質問と回答1)1. 鋼橋への設置方法と納入実績、鋼橋に対する経済性を教えて下さい

� 横桁部を鋼材で補強し、コンクリートを打設して設置します。鋼橋への実績としては2005年4月現在で3橋あります。鋼桁における機能一体型に対する経済性は、上部工の補強費とDSR装置の施工費が若干増えますが、支承および付属物(伸縮継手・落橋防止)の価格が低くなるため、トータルコストで考えた場合は経済的になります。

2. ゴム圧縮を利用するため、下部工への負担が大きくなりませんか?� せん断変形型のゴム支承に較べて固有周期が短くなります。そのためⅠ種地盤では

地震力が大きくなることもありますが、Ⅱ、Ⅲ種地盤ではむしろ地震力は小さくなるケースが多いです。地震時にはラーメン構造に近い構造形式になります。

3. 鉛直すべり支承の摩擦減衰は考慮していますか？� 建築分野では摩擦減衰を考慮していますが、橋梁分野ではすべり支承が設置される

環境下における摩擦係数の安定性などの検証が十分に為されていないことから現状は考慮していません。今後の予定については未だ検討中の段階です。※ 世界初の摩擦減衰を導入した建物は大成建設(株)の『ハイブリッドTASS構法』で設計され

ましたが、その研究に弊社が技術協力をさせて頂きました。建築分野における経験上、橋梁分野への導入には十分な検証が必要であると判断しています。


14. FAQ(よくある質問と回答2)4. 橋軸直角方向を固定したくない場合は対応できますか?

� DSR装置では橋軸直角方向は固定となります。全方向分散形式の橋梁設計を行う必要がある場合は、ばね機能複合型ゴム支承・変位吸収型水平ゴム支承等の他製品をご提案させて頂きます。

5. 温度変化などにより中立軸に設置されていない場合に影響はありますか?� 殆ど影響はありません。前述した土木学会の研究論文にも記載されています。

6. DSRで設計できる最大の橋梁規模を教えてください� 納入実績からみると、径間は最大10径間(239m.)、橋長は最大431m.(9径間)に納入し

ています。DSRは中小規模橋梁で最も高いコストパフォーマンスを発揮しますが、標準外のストッパーを使用することで大規模橋梁でも対応可能です。

7. 一般的な機能分離支承と較べて経済性はどうでしょうか?� せん断変形型の機能分離支承に較べて、ゴム圧縮を利用しているDSRは少ないゴ

ム量で製作できます。またDSRはアンカーと同じ感覚で施工ができ、工場出荷前に予備圧縮を行えます。材料費や施工手間を考慮するとDSRの方が経済性は高いと言えます。(ただし、橋梁条件によって有利・不利があります)


おわりに

●橋梁用品のことは弊社にご相談下さい

� 今回はDSR装置をご紹介させて頂きましたが、他にも数多くの製品を取り扱っております。

� 橋梁用品の総合メーカーとしてトータルコストの縮減方法をご提案することが可能です。

� この機会にぜひ弊社製品を御採用くださいますよう宜しくお願い申し上げます。

ゴム

支承

伸縮

継手

変位

拘束

落橋

防止

補修

工事

防錆

処理

Technology

60余年の実績に裏打ちされた技術で

橋梁用品のトータルソリューションを提案します

その他の製品情報についてはコチラまで

http://www.tokyo-fabric.co.jp


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